METAMORFISMO E ROCHAS METAMÓRFICAS

Prévia do material em texto

UNIDADE E – METAMORFISMO E ROCHAS METAMÓRFICAS 
 
Introdução 
 
Você já aprendeu que as rochas ígneas se formam a partir da solidificação do magma, e que as 
rochas sedimentares se formam a partir da litificação dos sedimentos produzidos pelo 
intemperismo. Agora você vai estudar o último grupo de rochas: as rochas 
metamórficas. 
Esses grupo compreende as rochas que se originaram por transformação das rochas 
preexistentes, sob efeito de altas temperaturas e pressões, sem, no entanto, passar pelo estado 
de fusão. Dessa forma, as rochas metamórficas sofreram mudanças ou na mineralogia, ou na 
textura, ou na composição química ou em todos esses três parâmetros. Diz-se que esse grupo 
de rochas sofreu metamorfismo. 
Embora ao longo da história evolutiva da Terra têm ocorrido processos metamórficos que 
afetam de forma generalizada as rochas presentes na crosta, o entendimento do metamorfismo 
tem avançado mais lentamente do que a compreensão dos processos ígneos e sedimentares. 
Isto, porque o estudo das rochas metamórficas se fundamenta em observações, inferências e 
lógica, apoiando-se em estudos experimentais e nos princípios básicos da química e da física. 
 
Objetivos 
 
� Compreender os mecanismos envolvidos na formação das rochas metamórficas; 
� Identificar as estruturas das rochas metamórficas; 
� Conhecer as principais rochas metamórficas. 
 
Conceitos-chave para esta unidade: 
 
1) As rochas metamórficas resultam de mudanças na pressão e temperatura e de mudanças 
químicas dos fluidos de seus poros. 
2) Durante o metamorfismo, crescem novos minerais na direção de menor tensão, originando 
uma rocha com estrutura planar chamada foliação. Os três principais tipos de foliação são: 
clivagem ardosiana, xistosidade e bandamento gnáissico. Rochas com somente um mineral 
(como o calcário), não desenvolvem a foliação pronunciada, mas sim uma textura granular 
com cristais grandes. 
3) Os principais tipos de rochas metamórficas são ardósia, xisto, gnaisse, quartzito, 
mármore, anfibolito, metaconglomerado e cornubianito. 
4) O metamorfismo regional origina as raízes de montanhas ao longo de placas 
convergentes. O metamorfismo de contato é um fenômeno localizado associado com 
mudanças térmicas e químicas próximos à intrusões ígneas. 
 
5. Rochas Metamórficas 
 
Se as rochas metamórficas são aquelas que sofreram metamorfismo, o 
que é metamorfismo? 
 
Em geologia, metamorfismo é definido como o conjunto de processos pelos quais uma 
determinada rocha é transformada, por meio de reações que se processam no estado sólido, 
em outra rocha, com características distintas daquelas que ela apresentava antes da atuação do 
metamorfismo. Estas modificações implicam mudanças na estrutura, textura, composição 
mineralógica ou mesmo composição química da rocha, que ocorrem geralmente combinadas. 
O campo dos processos metamórficos é delimitado, por um lado, pelos processos 
diagenéticos, de baixa temperatura, até aproximadamente 250°C e, por outro, pelo início da 
fusão de rochas a altas temperaturas. Assim, o metamorfismo diz respeito às transformações 
sofridas pelas rochas, sem que estas sofram fusão. 
A rocha resultante de um processo metamórfico depende, essencialmente, da sua composição 
original, das condições de pressão e temperatura e dos fluídos envolvidos, ou seja, rochas de 
composição mineralógica diferentes irão apresentar mineralogia metamórfica diversa, mesmo 
quando submetida a ações metamórficas semelhantes. 
 
 
5.1. Fatores condicionantes do metamorfismo 
 
Toda rocha na crosta terrestre está em situação química-mineralógica estável ou em 
equilíbrio, nas condições de temperatura e de pressão em que a rocha se formou. Quando uma 
rocha é afastada das condições de temperatura e pressão da sua formação, tende a se 
modificar, quanto maior forem as variações de temperatura e de pressão que sofrer. Dessa 
forma, os principais fatores condicionantes do metamorfismo são temperatura, pressão e 
composição de fluídos. 
A contribuição da pressão é dada pelo resultado das forças verticais, exercida pelo peso das 
rochas sobrepostas, e das forças horizontais, desenvolvidas quando as rochas são deformadas. 
Em relação à temperatura, esta afeta intensamente a mineralogia e a textura das rochas. 
Quando uma rocha se ajusta a nova temperatura, seus átomos e íons recristalizam-se, ligando-
se em novos arranjos e criando novas assembléias minerais. Além disso, muitos dos novos 
cristais tendem a ficar maiores do que eram na rocha original, e se ocorrer, ao mesmo tempo, 
deformação, a rocha pode tornar-se bandada à medida que minerais de diferentes composições 
são segregados em planos separados. 
Embora as transformações mineralógicas que ocorrem durante o metamorfismo se 
desenvolvem no estado sólido, os sistemas metamórficos apresentam uma fase fluída, 
representada pelos fluídos hidrotermais, produzidos durante o metamorfismo, os quais 
transportam dióxido de carbono e substâncias químicas. Quando essas soluções hidrotermais 
percolam até as partes rasas da crosta, elas reagem com as rochas nas quais penetram, 
mudando sua composição química e mineralógica e, algumas vezes, substituindo 
completamente um mineral pelo outro, sem mudar a textura da rocha. Assim, os fluidos 
hidrotermais aceleram as reações químicas metamórficas. 
 
Saiba mais: Esse tipo de modificação na composição da rocha por transporte de fluidos de 
substâncias químicas dentro ou fora dela é chamado metassomatismo, ou seja, quando o 
metamorfismo é acompanhado por mudanças de composição química da rocha, evidenciado 
pela formação de minerais novos não existentes anteriormente. 
 
5.2. Tipos de metamorfismo 
 
O metamorfismo desenvolve-se em diversos ambientes na crosta, com extensões variáveis: 
desde restrito a pequenas áreas, de poucos centímetros, até abrangendo grandes faixas com 
centenas de milhares de quilômetros de extensão e em profundidades que vão de níveis 
crustais mais rasos até os mais profundos. Dependendo do ambiente geológico e da extensão 
geográfica onde ocorrem estas transformações, o metamorfismo pode ser classificado em: 
regional ou dinamotermal, de contato ou termal e dinâmico ou cataclástico. Além destes, 
pode-se mencionar também os metamorfismos de soterramento, hidrotermal, de fundo 
oceânico e de impacto. 
 
Material Complementar: Para você saber mais sobre os tipos de metamorfismo, consulte o 
Texto Complementar E.1. 
 
5.3. Texturas metamórficas 
 
As texturas das rochas metamórficas desenvolvem-se por blastese, que implica a nucleação e 
crescimento mineral no estado sólido. Por esta razão, o radical blasto é utilizado para designar 
texturas metamórficas. Nesse sentido, as principais texturas metamórficas, representadas na 
Figura E.1, são: 
���� Granoblástica: encontrada em rochas não-foliadas, maciças, sem predomínio de uma ou 
outra dimensão nos minerais. Ex: Quartzitos. 
���� Lepidoblástica: rochas com predomínio de minerais micáceos orientados, como 
muscovita, biotita ou clorita. Ex: Xistos, filitos. 
���� Nematoblástica: quando os minerais orientados são prismáticos, como anfibólios e 
piroxênios. 
���� Porfiroblásticas: contém cristais maiores dispostos em matriz de granulação mais fina. 
���� Cataclástica: quando os minerais se encontram deformados, cominuídos ou quebrados por 
deformação mecânica. 
 
 
Figura E.1: Principais texturas metamórficas. 
Fonte: www.geoturismobrasil.com/Material%20didatico/Rochas%20metam%F3rficas.pdf. 
 
 
5.4. Estruturas metamórficas 
 
As estruturas das rochas metamórficas fornecem importantes informações sobre o processo 
metamórfico. Rochas geradas sem a atuação de pressão dirigida apresentam estrutura 
maciça, ou preservam vestígios das estruturas primárias dos protólitos. As rochas com 
estrutura maciça possuem um aspecto compacto, homogêneoe com ausência de minerais com 
orientação planar ou dispostos em leitos. 
Glossário: Protólito: corresponde as rochas a partir das quais se originam as rochas 
metamórficas. 
 
Quando as paragêneses metamórficas são formadas durante a atuação de pressão dirigida 
(Figura E.2), as rochas adquirem estruturas orientadas e desenvolvem foliações de diversos 
tipos. A foliação metamórfica resulta da orientação paralela ou subparalela de filossilicatos, 
como argilominerais e micas, em geral, e ocorre na maioria das seqüências de rochas 
submetidas a metamorfismo regional. 
 
Saiba mais: Paragênese é o conjunto de minerais em equilíbrio, existentes em rochas ígneas, 
metamórficas e minérios que se formaram nas mesmas condições termodinâmicas de pressão, 
temperatura e pressões de voláteis. 
 
Saiba Mais: Foliação refere-se ao conjunto de superfícies paralelas, planas ou onduladas 
produzidas por deformação. A principal causa da foliação é a presença de minerais placóides, 
principalmente as micas e a clorita. Os minerais placóides tendem a se cristalizar como 
cristais delgados em forma de placas. Os planos de todos os cristais placóides são alinhados 
paralelos à foliação, um alinhamento denominado de orientação preferencial dos minerais. 
Quando os minerais placóides cristalizam-se, a orientação preferencial é geralmente 
perpendicular à direção principal das forças de compressão da rocha. 
 
Figura E.2: Formação da foliação por orientação preferencial dos minerais como micas, cloritas 
e anfibólios, sob condições de stress. 
Fonte: SGARBI (2007). 
Material de apoio: Para saber mais sobre a formação de estruturas orientadas em rochas 
metamórficas, consulte o vídeo: 
http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es0607/flash/es060
7_metamorphic.swf 
 
Os principais tipos de foliação são: Clivagem. Xistosidade e Bandamento Gnáissico, 
conforme pode ser visualizado no Quadro E.1. 
Clivagem 
Forma-se sob baixas temperaturas e pressões, 
características do início do metamorfismo. A 
foliação é definida pela orientação de pequenos 
cristais de clorita e argilominerais, não visíveis a 
olho nu, os quais formam planos sem brilho, 
segundo os quais a rocha se parte facilmente. 
É típica em ardósias e denomina-se Clivagem 
ardosiana. 
Xistosidade 
Forma-se sob condições de baixo a médio grau de 
metamorfismo. A xistosidade resulta da 
orientação de minerais como clorita, muscovita, 
biotita, quartzo e anfibólios. Planos de 
xistosidade tem tamanho médio dos cristais 
constituintes e brilho, maior que os planos de 
clivagem. 
Bandamento gnáissico 
Forma-se sob altas temperaturas e pressões. É 
caracterizado pela segregação de minerais em 
bandas descontínuas, de composição e coloração 
distintas. Os componentes principais das bandas 
claras são o quartzo e feldspatos e das bandas 
escuras, biotita e anfibólios. 
Quadro E.1:Tipos de foliação metamórfica: clivagem, xistosidade e bandamento gnássico. Esses 
diferentes tipos de foliação refletem a intensidade do metamorfismo, cuja elevação produz um 
aumento no grau de orientação e no tamanho dos minerais. 
Fonte: Sgarbi, 2007. 
Geralmente a foliação progride de uma estrutura para outra, refletindo o aumento da 
temperatura e pressão, indicando, dessa forma, o grau de metamorfismo (Figura E.3). Nessa 
progressão, um folhelho pode ser metamorfisado, primeiramente, para uma ardósia, que 
representa uma rocha foliada de baixo grau metamórfico. 
 
Glossário: Folhelhos são compostos de silte e de uma quantidade significativa de argila, que 
causa a facilidade de rompimento dessa rocha ao longo de planos de acamadamento. Os 
folhelhos são rochas sedimentares. 
 
Com o aumento do grau metamórfico, a ardósia, transforma-se gradativamente em filito, os 
quais são similares em suas características e origem, porém com uma granulação mais 
desenvolvida. Da mesma forma que a ardósia, tende-se a partir em folhas delgadas. 
 
 
Figura E.3: Relação entre o aumento do grau metamórfico e a formação de estruturas. 
 
O progressivo aumento do grau metamórfico leva a transformação dos filitos em xistos. Em 
baixos graus de metamorfismo os cristais de minerais placóides são em geral muito pequenos 
para serem vistos, a foliação é pouco espaçada e as camadas são muito delgadas. Quando as 
rochas metamórficas são mais intensamente metamorfizadas (em grau mais alto), os cristais 
placóides (micas, clorita, talco) crescem o suficiente para serem visíveis a olho nu e os 
minerais tendem a segregar-se em faixas mais claras e mais escura. Esse arranjo paralelo dos 
minerais em folhas caracteriza os xistos. 
Uma foliação ainda mais espessa é mostrada pelos gnaisses de alto grau, que são rochas de 
coloração clara, com bandas espessas de minerais claros e escuros segregados na rocha. O 
bandamento dos gnaisses em camadas claras e escuras resulta da segregação de quartzo e 
feldspato, de coloração clara, e anfibólios e outros minerais máficos, de coloração escura. Os 
gnaisses são rochas de grão grosso e a razão entre os minerais granulares e os placóides é 
maior do que nas ardósias ou nos xistos. O resultado é uma foliação fraca e, assim, com 
pequena tendência a se partir. 
A Figura E.4 ilustra a progressão do metamorfismo do folhelho. 
 
Figura E.4: O metamorfismo do folhelho envolve uma série de etapas, dependendo da 
intensidade da temperatura e da pressão. Um folhelho pode se transformar em ardósia, xisto ou 
gnaisse. 
Fonte: HAMBLIM (1985). 
 
Em temperaturas mais altas que as necessárias para produzir gnaisses, a rocha encaixante 
pode começar a se fundir. Nesse caso, da mesma forma que nas rochas ígneas, os primeiros 
minerais a se fundir serão os de menor temperatura de fusão. Assim, apenas parte da rocha 
encaixante se fundirá, e a fusão pode migrar apenas por uma pequena distância antes de se 
resfriar novamente. As rochas produzidas desse modo são muito deformadas e contorcidas e 
são penetradas por muitos veios e pequenas lentes. O resultado é uma mistura de rochas 
ígneas e metamórficas chamada de migmatito. 
 
5.5. Classificação das rochas metamórficas 
 
Assim como as rochas ígneas e sedimentares, as rochas metamórficas também são 
classificadas de acordo com sua composição mineral e estruturas. Entretanto, a classificação 
das rochas metamórficas é mais complexa por vários motivos: o metamorfismo é controlado 
por temperatura, pressão e fluídos, os quais podem se combinar de diversas maneiras, 
resultando em um grande número de condições metamórficas. 
Para você compreender a complexidade das rochas metamórficas lembre que rochas ígneas, 
sedimentares e metamórficas, representando protólitos com ampla diversidade de 
composições, texturas e estruturas, podem ser metamorfizadas, que sob as mesmas condições, 
originam rochas metamórficas diferentes. Da mesma forma, sob determinadas condições 
metamórficas, protólitos distintos podem resultar em rochas metamórficas semelhantes 
(SGARBI, 2007). 
A diversidade de rochas metamórficas impede a adoção de esquemas rígidos para a sua 
classificação e nomenclatura e relativamente poucos nomes designam de forma especifica um 
tipo particular de rocha. 
Assim, podemos classificar as rochas metamórficas em rochas foliadas e rochas não-foliadas. 
As rochas foliadas, grupo no qual se insere a maior parte das rochas metamórficas, é 
constituído por rochas, nas quais a pressão dirigida produziu orientação preferencial dos 
minerais, levando à formação de planos e/ou linhas, conforme descrito anteriormente. Essas 
rochas são classificadas pela intensidade da clivagem, pela xistosidade e pelo bandamento, 
correspondente à intensidade do metamorfismo. São exemplos desse grupo a ardósia, xisto e 
gnaisse, conforme apresentado na Figura E.5. 
 
 
Figura E.5: Rochas metamórficas foliadas. 
 
Já asrochas não-foliadas são formadas sob condições na qual a pressão dirigida é nula ou 
muito pequena. A ausência de orientação mineral é característica de rochas submetidas a 
metamorfismo de contato ou de soterramento e daquelas constituídas por minerais 
eqüidimensionais. Essas rochas, exceto o cornubianito, são definidas por sua composição 
mineral, uma vez que são de aparência maciça. Nesse grupo enquadram-se o quartzito, o 
mármore (Figura E.6), ambas monominerálicas, e o cornubianito. 
 
Figura E.6: Rocha metamórfica não-foliada: mármore. 
 
Material de apoio: Para saber mais sobre as rochas metamórficas consulte o vídeo Rochas 
Metamórficas, disponível no DVD da disciplina de Geologia, na biblioteca do seu pólo. 
 
5.6. O Ciclo das rochas 
 
Agora você já conhece os três grupos de rochas e através do ciclo das rochas, você pode 
relacionar cada tipo de rocha com os processos geológicos envolvidos em sua formação. 
Dessa forma, o ciclo das rochas relaciona os processos geológicos para a formação de cada 
um dos tipos de rocha a partir de outros, representando as diversas possibilidades de 
transformação de um tipo de rocha em outro. Podemos ver os processos iniciando em 
qualquer ponto do ciclo. Começamos com a formação das rochas ígneas, pela cristalização do 
magma no interior da terra. As rochas ígneas são, então, soerguidas para a superfície no 
processo de formação de montanhas. Aí elas são expostas ao intemperismo e a erosão, que 
produzem os sedimentos e, após a litificação, as rochas sedimentares. O soterramento 
profundo, de rochas ígneas e sedimentares, leva ao metamorfismo, gerando as rochas 
metamórficas, ou a fusão, formando o magma, sendo nesse ponto que o ciclo recomeça. A 
tectônica de placas é o mecanismo que faz o ciclo operar. 
O ciclo das rochas pode ser visualizado na Figura E.7. 
 
 
Figura E.7: Representação esquemática do ciclo das rochas. 
Fonte: PRESS; SIEVER; GROTZINGER; JORDAN (2004). 
 
 
Material de Apoio: Para entender melhor o ciclo das rochas dê uma olhada no vídeo abaixo 
http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/investigations/es0602/flash/es0602_p02_
rockcycle.swf 
 
 
 
Ciclo das rochas 
Material Complementar: Para identificar os diferentes tipos de rochas com seus alunos, 
consulte o Texto Complementar E.2, onde disponibilizamos para você alguns recursos que 
irão facilitar na prática a classificação das rochas. 
 
 
Atividade 1 – Com base nas Unidades D e E, envolvendo intemperismo e rochas 
sedimentares e metamorfismo e rochas metamórficas, escolha um destes temas e elabore uma 
atividade prática ou recurso didático para ser utilizado futuramente por você em sala de aula. 
Além de uma descrição da atividade (materiais necessários, etapas para a construção do 
material, desenho ou croqui...), não esqueça de elencar os objetivos previstos e a série em que 
será desenvolvida a atividade. 
Nos links abaixo podem ser acessadas algumas orientações e sugestões que podem auxiliar na 
construção da sua proposta. 
http://www2.igc.usp.br/geojunior/Cap%2010%20-%20Rec.%20Didaticos.pdf 
http://www.ige.unicamp.br/~lrdg/mariagloria.html 
http://www.ige.unicamp.br/~lrdg/anamarasanta.html 
http://www.seara.ufc.br/animacoes/efeitoestufa.pps 
http://www.educacaocampolargo.pr.gov.br/educacaocampolargo/arquivos/File/Geografia/
atividadespraticasgeografia1.pdf 
http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/ 
http://www.rived.mec.gov.br/site_objeto_lis.php